城市水生态安全评价体系研究.docx

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1、城市水生态安全评价体系研究以PS模型和“五水共治治水形式为基础，从治污、防洪、排涝、供水、节水和社会经济6个方面选择指标，建立城市水生态安全评价指标体系，对城市水生态安全状况进行定量分析。采用专家评分的层次分析法对评价指标赋权，采用综合指数法对临海市水生态安全状况进行综合计算;最后根据计算结果评价临海市水生态安全状况。结果表明，临海市水生态安全状况随“五水共治治水形式的推进逐步得到改善。关键词:水生态安全;PS模型;层次分析法;综合指数法;五水共治;临海市水是人类社会生态和发展不可缺少、不可替代的自然资源，也是一种珍贵的战略资源。水资源作为生命之源、生产之要、生态之基1，水生态安全已经成为21

2、世纪社会经济发展的制约因素之一2。水生态安全问题的研究从20世纪70年代开场起步，直到目前，大多数研究仍集中于对其概念和内涵的讨论，也有学者开场对水安全问题进行定量评价，如英国生态与水文中心提出了由资源、途径、利用、能力和环境5个分指数组成的水贫困指数(WPI)来反映水资源短缺对人类的影响3-4;夏军等5构建了水资源承载力的平衡指数(IWSD)来分析流域水资源安全的程度;韩宇平等6应用多层次多目的决策和模糊优选理论建立了区域水安全评价的模糊优选模型，并结合多层次的水安全评价指标体系对我国部分省级行政区进行水安全状况评价;张巧显等7从生命安全、经济安全、生态安全等6方面选取了一些指标对中国水安全

3、问题进行研究。浙江省提出的“五水共治，突破了传统“就水论水的思路，体现了水科学的多学科与多部门特征，对保障城市水生态安全具有积极意义。该形式从治污、防洪、排涝、供水、节水以及社会经济几方面对评价体系进行综合考虑，更具有全面性、科学性和前瞻性。本文基于这一治水形式，利用“压力-状态-响应(PS)框架模型并结合“五水共治的治水形式建立城市水生态安全评价指标体系，对“五水共治治水形式下的临海市水生态安全状况进行评价，旨在给区域水生态安全提升提供一个新的思路。1城市水生态安全评价方法11建立评价指标体系城市水生态安全系统是一个复杂的系统7-8，它的构建既要考虑社会经济发展对水的需求的功利性目的，又要考

4、虑实现水环境本身及其周边环境系统功能和谐的理性目的，到达健康、可持续、循环利用的水生态状态。而“五水共治形式下的水生态安全系统能够反映“治污、排涝、防洪、供水、节水和社会经济几个方面的综合作用。为了到达这个目的，笔者以PS模型9为基础构建评价指标体系。城市水生态安全状态能够用压力指标、状态指标和响应指标来表现。随着经济的不断发展和人口的不断增加，水生态安全系统的压力也不断增大。这种压力影响着水生态安全系统的状态，水生态安全系统将这种状态反应给人类社会，人类社会将做出响应。根据PS模型，结合“五水共治的内涵，笔者从治污、防洪、排涝、供水、节水和社会经济6个方面构建城市水生态安全评价体系9-10，

5、分目的层、准则层和指标层来描绘“五水共治下的临海市水生态安全，详细见表1。12归一化处理指标值采用线性比例变换的方法对各指标层指标值进行归一化处理，得到无量纲指数。13确定系统及指标权重根据Saaty12于1980年提出的层次分析法(AHP法)，通过专家打分，同时参考相关水生态安全评价的资料，对各个系统层以及每个系统层中的各个指标进行重要性标度的评判，进而得到各系统层、各系统层中各个指标的相对重要性矩阵13。14计算子系统安全指数各子系统的安全指数是根据系统内各指标的归一化数值及其权重的乘积加权计算得到的14。子系统安全指数计算公式为15综合安全指数计算综合安全指数指根据各个子系统的安全指数与

6、其权重的乘积加权计算得到的值。2应用实例临海市地处浙江省东南沿海，地理位置界于北纬28402904，东经1204912141之间。东濒东海，南接台州市椒江区和黄岩区，西连仙居县，北与天台县、三门县相毗邻。当前临海市水生态安全状况不容乐观，主要表现为:水体质量较差，水资源分布和利用格局不平衡，开发程度不高，部分地区管网漏损率高，节水指标与国内外先进水平差距较大，现有水系格局不知足防洪排涝要求等。基于此现状，“五水共治在截污减排、水资源保障、水系综合整治等方面均提出了相关规划，分近中远期施行。根据建立的评价模型，临海市随着“五水共治的施行，到达各阶段的规划目的，更好地提高水生态安全服务，体现规划的

7、合理性与科学性。21数据计算以（临海市“五水共治综合规划）中的规划目的为基础进行计算，采用打分制的数据均为5分制。经过归一化的各指标数据及各子系统安全指数见表23。22评价结果将各子系统安全指数及临海市水生态安全指数的变化表示出来，见图1和图2。对临海市水生态安全指数与各指标的相关性进行分析，相关系数见图3。由图1和图2能够看出，从现状年到远期规划年，临海市的子系统安全指数及水生态安全系统安全指数基本呈上升趋势。现状条件下，临海市水生态安全状况一般，与规划期相比相差较大。其制约因素主要有排涝和供水两方面，讲明当前临海市的排涝标准较低，供水能力不能知足需水要求。各子系统间互相制约，互相作用，共同

8、对水生态系统产生影响。从现状年2013年到远期规划年2030年，随着“五水共治治水形式的推进与深化，各项指标逐步到达国家相关规定或标准，近、中、远期临海市的水生态安全状况将逐步得到改善。由图3能够看出，除人口密度外，其他指标均与临海市水生态安全指数具有较强的相关性。其中COD排放总量、NH3-N排放总量、城区生活污水处理率、规模化畜禽养殖废水治理率、万元GDP用水量、灌溉水利用系数、节水器具普及率、管网损失率、公共环保意识和人均GDP与水生态安全指数的相关性高达0.95，讲明这些指标对水生态安全系统影响较大。因而，要提升临海市水生态安全，能够从COD排放量、NH3-N排放总量等这些与水生态安全

9、指数相关性较高的指标入手。基于PS模型和“五水共治理念，构建了“五水共治治水形式下的城市水生态安全评价体系，并将其应用于临海市水生态安全评价中。与基于普通治水形式的评价体系相比，“五水共治治水形式下的城市水生态安全评价体系具有一定的科学性和前瞻性，评价结果能较为全面、客观地描绘在“五水共治治水形式下临海市的水生态安全变化趋势。评价结果表明:目前临海市水生态安全状况一般，主要受排涝标准较低以及供水不能知足需求这两方面的影响。随着“五水共治治水形式的推进与深化施行，临海市水生态安全状态从现状年2013年到远期规划年2030年将得到较大提升，各子系统的安全程度均得到了一定程度上的改善。提升临海市水生态安全能够从COD排放量、NH3-N排放总量等与水生态安全系统相关性较高的指标入手。“五水之间是互相作用、互相促进的，在“五水共治的治水形式下，治污、防洪、排涝、供水、节水等方面均得到了显著改善，带动了整个临海市水生态系统安全状态的提升，将临海市水生态文明建设推向了一个新的高度。